Křemík

Abstrakt

Křemík je esenciální prvek s velmi malou toxicitou. Účastní se tvorby kostí ovlivněním složení chrupavek a především kalcifikace chrupavek. Je koncentrován v aktivní růstové zóně mladých kostí a v osteoblastech. Sehrává klíčovou roli při zesítění kolagenu a elastinu a zvyšuje tvorbu kolagenu.

Křemík zachovává pevnost a pružnost šlach, kůže, vlasů, nehtů, cév, fibrinu a vnitřních orgánů, ve kterých je přítomen. Předpokládá se rovněž vztah Si k ateroskleróze, osteoartritidě, hypertenzi a procesu stárnutí.

Chemické vlastnosti

Název: Latinsky: Anglicky: Značka: Protonové číslo: Atomová hmotnost: Skupina: Perioda: Skupenství: Oxidační číslo:

Křemík Silicium Silicon Si 14 28,09 IV.A 3 pevné -IV, II, IV

Vedle kyslíku je křemík nejrozšířenějším prvkem na Zemi. V přírodě se vyskytuje jako oxid křemičitý (křemen) nebo jako kyselina křemičitá, vytvořená hydratací oxidu křemičitého.

Funkce

Křemík se účastní tvorby kostí ovlivněním složení chrupavek a především kalcifikace chrupavek. Je koncentrován v aktivní růstové zóně mladých kostí a v osteoblastech. V kostech zvířat s deficitem Si byl zjištěn snížený obsah glykosaminoglykanů a kolagenu, ale makrominerální složení nebylo významně ovlivněno. Křemík ovlivňuje tvorbu kolagenu, protože je potřebný pro maximální aktivitu kostní prolylhydroxylázy a deficit Si snižuje ornitin aminotransferázu. Oba tyto enzymy jsou nezbytné při tvorbě kolagenu. Křemík je zapojen do procesu kalcifikace kostí. Si má zřejmě úlohu v usnadnění spojení mezi fosfoprotein-mukopolysacharidovými makromolekulami a kolagenem, což má význam pro inicializaci kalcifikace a regulaci velikosti krystalů. Sehrává klíčovou roli při zesíťování kolagenu a elastinu a zvyšuje tvorbu kolagenu.

Křemík zachovává pevnost a pružnost šlach, kůže, vlasů, nehtů, cév, fibrinu a vnitřních orgánů, ve kterých je přítomen. Existují rovněž práce, které ukazují na vztah Si k ateroskleróze, osteoartritidě, hypertenzi a v procesu stárnutí.

Metabolismus

Je poměrně málo informací o metabolismu Si. Vstřebatelnost křemíku se výrazně liší podle sloučenin ve kterých je přítomen. U anorganických sloučenin je uváděna pouze kolem 1 % zatímco z organických sloučenin až 70 %. Z běžené potravy je uváděna vstřebatelnost kolem 50 %. Resorpci Si ovlivňuje pH, přítomnost vlákniny ve stravě, hliník a molybden. Mechanismus intestinální resorpce ani krevní transport Si nejsou známy. V krvi není Si vázán na bílkovinu, ale zřejmě je v nedisociované formě Si(OH)₄.

Resorbovaný Si je vylučován především močí, pravděpodobně ve formě magnesium ortosilikátu.

Distribuce v organismu, obsah ve tkáních

Křemík je obsažen především v pojivových tkáních, včetně aorty, trachey, šlach, kostí a v kůži, v menší míře v játrech, srdci a svalech.

Deficit

Existují důkazy o tom, že Si je esenciální pro vyšší zvířata, včetně lidí. Avšak jsou potřebné další práce, které by objasnily důsledky deficitu Si u lidí. Na základě experimentálních dat získaných na laboratorních zvířatech se předpokládají následující symptomy deficitu u lidí: Pokles obsahu křemíku v pojivových tkáních s přibývajícím věkem. Nedostatek Si vede ke ztrátě elasticity a zeslabení cévní stěny, která se stává náchylnější k rozvoji aterosklerózy. Deficit Si má negativní vliv na vývoj pohybového aparátu a celkový růst. Při jeho nedostatku dochází ke vzniku abnormalit kostí a chrupavek s výrazným snížením kostního kolagenu, zejména u lebky a dlouhých kostí. Kost ztrácí svoji pružnost, snižuje se počet osteoblastů a zároveň se snižuje i obsah glykosaminoglykanů kosti, chrupavek a vaziva.

Hodnocení stavu zásobení

Nejsou vypracovány metody

Potřeba

Stanovení potřeby je obtížné, odvozením od výsledků u zvířat se předpokládá, že potřeba je poměrně nízká asi 5 – 20 mg/den, pro atlety je doporučován vyšší příjem 30 – 35 mg/den. Předpokládá se, že denní příjem se pohybuje kolem 21 - 46 mg/den.

Zdroje

Zdrojem Si jsou hlavně potraviny rostlinného původu. Vysoký obsah je v přesličce a kopřivě.

Toxicita

Perorálně přijímaný Si se obecně považuje za netoxický. Nadměrný příjem může vést ke vzniku močových kamenů. U dělníků pracujících v kamenolomech může dojít inhalací Si v prachových částicích  k těžkému poškození plic a následnému vývoji silikózy.

Další informace:

· Stopové prvky

· Stopové prvky - biochemické funkce

· Stopové prvky - efekt neadekvátního příjmu

· Stopové prvky - přepočty

· Stopové prvky a volné radikály

· Analýzy stopových prvků

· Si v plazmě

Literatura

· World Health Organization: Trace elements in human nutrition and health. 1996, s.

· Lentner, C.: Geigy Scientific Tables. Volume 3. Physical Chemistry, Composition of Blood, Hematology, Somatometric Data. CIBA-GEIGY, 1984, s.

· Shils M. E., Olson, J. A., Shike, M., Ross, A. C. 1999: Modern Nutrition in Health and Disease: F. H. Nielsen: Ultratrace Minerals. 9^th edition, Williams & Wilkins, s.284-303

· Biesalski, H. K. , Grimm, P. 1999: Taschenatlas der Ernahrung. Georg Thieme Verlag Stuttgart, 314 s.

· Uderwood, E. J., Suttle, N. F. 1999: The mineral nutrition of livestock. 3^rd edition, CABI Publishing, 642 s.

· Kaplan L.A., Pesce A.J. (Eds): Clinical chemistry.- theory, analysis, correlations. ISBN 0-8151-5243-4, 3rd edition, 1996, p.746-759.

· Burtis C.A., Ashwood E.R. (Eds): Tietz textbook of clinical chemistry. ISBN 0-7216-5610-2, 3^rd edition, p.1029-1055.

Alena Pechová, Jaroslava Vávrová

.